用于借助磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于借助包括了图像记录设备和计算设备的磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法，包括如下步骤：利用磁共振断层成像设备的图像记录设备记录至少两个时间上分离的原始数据组，其中，对于每个像素为每个原始数据组记录一个相位测量值，为了数据组中像素的校正后相位值的共享计算而执行优化技术，其中，第一个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于之前或之后记录的第二个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，并且第二个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于第一个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，以及根据校正后相位值生成校正后图像数据组。

【技术实现步骤摘要】
用于借助磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法
本专利技术涉及一种用于借助磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法，该磁共振断层成像系统包括图像记录设备和计算设备。
技术介绍
在磁共振断层成像（MR断层成像）中使用多种不同的记录技术。利用这些记录技术尤其可以映射受检对象中的动态序列。在最简单情况下，可以通过在短时内记录多个图像来实现动态过程的这种映射。然而，通常希望更精确地检查对象的部分的、尤其是组织流体的运动。为了尤其检查运动，通常使用这样的技术，这些技术不仅评估磁共振信号的信号强度，而且还考虑信号的相位。将MR信号的相位用于分析运动的两种最佳已知的技术是速度编码（VENC）和以受激回波来编码的位移（DENSE）。在获取相位数据时的一个显著问题是，不论测量类型如何，信号的相位都被限制到360°的相位角范围。当该相位角范围被超过或低于时，相位跳至该范围的另一端。如果例如在第一图像中以MR断层成像系统测量到350°的相位，并且如果该相位在直至下一图像的时期中增大20°，则将测量到为10°的新相位。这显然导致测量数据的失真。用于避免测量数据的该类型的失真的最简单途径是执行MR测量使得待测量的相位范围总是受限。对于速度编码的测量和对于以受激回波进行的位移编码的测量两者，可以通过设定梯度场来调节相位对比度。因此，例如可以执行测量数次，以便确定梯度场对于相应的测量的最优设定。然而，这延长测量时间并且限制最大可能的对比度，因为较弱的磁场引起较低的相位对比度，并且因为通常使用比360°的最大相位范围小的相位范围，以便即使在所测量对象中的微小变化的情况下也避免相位的“反转”。为了能够使用较大的梯度场和因此实现较高的分辨率，并且为了恢复其中错误地发生了相位反转的数据，在现有技术中已知大量用于相位重建的技术。用于相位重建（还称作“展开（unwrapping）”）的许多技术基于如下思想：在前述技术中通常是两维的数据组中，从初始像素开始校正至少一个空间上邻接的像素的相位。如果假设在两个空间上邻接的像素之间的相位差从不大于+-180°，则与原像素邻接的像素的校正相位可以被计算为使得该邻接像素的相位值从该原像素的相位值被减去，结果通过模运算被映射到+-180°的角度范围上并且结果值被加至原像素的相位。如果该假设为真，即在像素之间的相位差从不大于+-180°，并且如果数据没有受到干扰，则利用该技术可以最优重建所展开的相位。该技术的一个缺点是，各个像素的大测量误差或者其中发生大于+-180°的相位差的两个像素之间的转移会显著扭曲重建的结果。为了阻止这，在现有技术中提出了大量方法来试图确定一种路径，其中计算显然没有测量误差并且因此可以对于重建就绪的初始邻接的像素。以该方式，可以在许多情况下阻止重建中的干扰。然而，这并非对于每个输入数据组都是可靠地可能的。用于展开测量数据组的相位的一个替选方法是选择一种优化方法，其中试图同时优化所有点的相位。同时优化通常对于单个干扰或者带有大相位差的范围较不敏感。重要的是，在该优化方法中也假设在两个邻接像素之间的相位跳跃典型地小于+-180°。通过做出该假设，可以初始地对于空间上邻接的像素计算相位差并且利用模函数将其映射到+-180°的角度范围上。在下一步中，初始地对于包含邻接像素的每对像素计算误差值，方法是将之前计算的、映射到+-180°的角度范围上的测量相位差从这些像素的校正相位的差中减去。然后可以通过同时将误差值最小化，例如通过将这些误差值的平方和最小化来计算各个像素的最优校正的相位值。这样的方法例如在Ghiglia,J.Opt.Soc.Am.A,Vol.11,No.1,1994中描述。与在基于路径的技术中的局部考虑相比，所有所选相位的这种同时优化初始地对于干扰较不敏感。然而问题出现，因为在这种类型的技术中未确定单个图像的全局相位，因为仅考虑了相对相位。尤其，当记录多个图像数据组时，在这些图像记录之间也会发生相位跳跃。尽管一个图像的大区域典型地在一个图像内被良好重建，但如果出现了噪声的话会生成分别偏移固定相位的数个不同区域。所有这些因素使得难以解释所生成的MR数据组。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是规定一种用于借助磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法，其中，与已知方法相比，尤其对于有噪声的图像数据而言，生成了改进的校正后图像数据。该技术问题根据本专利技术通过一种在介绍部分中提及类型的方法解决，其包括如下步骤：-利用磁共振断层成像系统的图像记录设备记录至少两个时间上分离的原始图像数据组，其中，对于每个像素为每个原始图像数据组记录一个相位测量值，-为了数据组中像素的校正后相位值的共享计算而执行优化技术，其中，第一个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于之前或之后记录的第二个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，并且第二个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于第一个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，以及-根据校正后相位值生成校正后图像数据组。该方法基于如下思想，即，不仅利用数据组中空间上邻接的像素之间的相位差，而且附加地利用时间上相继的数据组的通常出现在测量数据中的相似性。如果在短时期内在一个区域中记录了两个数据组，并且如果测量点的相位例如取决于测量对象中的流体的流速，则可以期望的是，流速并不在记录之间急剧变化，并且因此仅发生微小的相位变化。因此例如静脉中的血流总是在该静脉的中间区域中比在边缘处快，并且在边缘处还存在比在周围组织中更大的运动。如果因此在第一数据组中在像素处测量到取决于技术地可以例如与测量对象的部分的带有特定运动速度的特定运动相对应的特定相位，则可以假设在此后不久采集的图像中发现相似的运动速度并且因此也测量到相似的相位。如在介绍部分中提及的，在用于最小化相位的已知技术中，例如假设在空间上邻接的像素之间的相位差小于+-180°。基于该假设，对于待最小化的值确定了成本函数。如果如所解释那样现在假设在相同位置处测量的测量数据也具有在时间上连续的数据组中的相似相位，则也可以对于这样一对像素假设在像素的相位之间的相位差小于+-180°。借助该假设，目前为止只考虑了数据组中空间上邻接的像素的相位差的成本函数可以被补充以附加项，这些附加项取决于时间上连续的数据组中相同位置处的像素的相位差。附加地考虑时间上邻接的像素的相位差尤其使得单个像素的相位不仅例如通过两维情况下的四个空间邻居或者三维情况下的六个空间邻居来确定，而且附加地通过时间上的邻居来确定。邻接数据组中的与原始考虑的点相比在空间上稍微偏移的点当然也可以被考虑。由于像素之间的该时间关联，仅在单个数据组中发生的干扰例如与在标准相位展开技术中相比具有较小影响。此外，利用通过对于像素的相位考虑时间上邻接的数据组而预定的附加条件，更易于识别成像中的任何伪影或者大于+-180°的相位跳跃。考虑邻接数据组中的相位值也可以看做考虑待优化的系统中的附加关联。如果例如优化通过将成本函数最小化而实现，则这使得成本函数不再被分解为对于各个数据组可单独优化的成本函数。在本专利技术的方法中，初始地记录受检对象的至少两个时间上分离的图像数据组。数据组尤其可以是对待测对象的位移或速度进行编码的测量方法的数据组，其中，在单个相位中编码待测变量。因此，例如可以测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于借助包括了图像记录设备和计算设备的磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法，包括如下步骤：‑利用磁共振断层成像设备的图像记录设备记录至少两个时间上分离的原始数据组，其中，对于每个像素为每个原始数据组记录一个相位测量值，‑为了数据组中像素的校正后相位值的共享计算而执行优化技术，其中，第一个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于之前或之后记录的第二个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，并且第二个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于第一个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，以及‑根据校正后相位值生成校正后图像数据组。

【技术特征摘要】
2013.05.21 DE 102013209295.41.一种用于借助包括了图像记录设备和计算设备的磁共振断层成像系统记录图像数据组的方法，包括如下步骤：-利用磁共振断层成像设备的图像记录设备记录至少两个时间上分离的原始数据组，其中，对于每个像素为每个原始数据组记录一个相位测量值，-为了数据组中像素的校正后相位值的共享计算而执行优化技术，其中，第一个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于之前或之后记录的第二个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，并且第二个数据组中像素的校正后相位值分别至少取决于第一个数据组中相同位置上的像素的相位测量值，以及-根据校正后相位值生成校正后图像数据组。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在考虑至少一个约束的情况下执行优化技术。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束是：在首先记录的图像数据组中所有像素的校正后相位值与所述像素的相位测量值相同。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述优化技术包括如下步骤：-确定多个第一像素对，其中，每个第一像素对包括在一个原始图像数据组中的第一像素和第二像素，该第一像素和该第二像素邻接，-确定多个第二像素对，其中，每个第二像素对包括在一个原始图像数据组中的第一像素和在另一原始数据组中映射相同位置的第二像素，该原始数据组和该另一原始数据组是在时间上连续地记录的，-对于每个像素对确定误差值变量，所述误差值变量取决于该像素对中的像素的相位测量值和校正后相位值，-确定成本函数，其作为像素对的误差值变量的加权的p-范数，-通过将所述成本函数最小化来确定校正后相位值。5.根据权利要求4所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：B考恩，A格雷瑟，A利特曼，A扬，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE